DE102017222146A1 - Method for producing a connecting element, connecting element and rolling tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements mit wenigstens zwei kugelartigen Abschnitten, wobei zwei kugelartige Abschnitte unmittelbar aneinander angrenzen oder wobei zwei kugelartige Abschnitte mittels eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden sind, bei dem das Walzen eines wenigstens abschnittsweise zylinderförmigen, einstückigen Rohlings zwischen wenigstens zwei Walzwerkzeugen und das Ausformen der wenigstens zwei kugelartigen Abschnitte und gegebenenfalls des Verbindungsabschnitts während des Walzens vorgesehen sind.The invention relates to a method for producing a connecting element having at least two spherical sections, wherein two spherical-like portions directly adjacent to each other or wherein two spherical-like portions are interconnected by means of a connecting portion, wherein the rolling of an at least partially cylindrical, one-piece blank between at least two rolling tools and the forming of the at least two spherical portions and optionally the connecting portion are provided during the rolling.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements mit wenigstens zwei kugelartigen Abschnitten, wobei zwei kugelartige Abschnitte unmittelbar aneinander angrenzen oder wobei zwei kugelartige Abschnitte mittels eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden sind.The invention relates to a method for producing a connecting element with at least two spherical sections, wherein two spherical sections adjoin one another directly or wherein two spherical sections are connected to one another by means of a connecting section.
Ein Verbindungselement mit zwei kugelartigen Abschnitten ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Mit der Erfindung sollen ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements, ein verbessertes Verbindungselement sowie ein verbessertes Walzwerkzeug zum Herstellen eines Verbindungselements angegeben werden.The invention provides an improved method for producing a connecting element, an improved connecting element and an improved rolling tool for producing a connecting element.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements mit wenigstens zwei kugelartigen Abschnitten vorgesehen, wobei zwei kugelartige Abschnitte unmittelbar aneinander angrenzen oder wobei zwei kugelartige Abschnitte mittels eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden sind, bei dem das Walzen eines wenigstens abschnittsweise zylinderförmigen, einstückigen Rohlings zwischen wenigstens zwei Walzwerkzeugen und das Ausformen der wenigstens zwei kugelartigen Abschnitte und gegebenenfalls des Verbindungsabschnitts während des Walzens vorgesehen sind.According to the invention, a method is provided for producing a connecting element with at least two spherical sections, wherein two spherical sections directly adjoin one another or wherein two spherical sections are connected to each other by means of a connecting section, in which the rolling of an at least partially cylindrical, one-piece blank between at least two rolling tools and forming the at least two spherical portions and optionally the connecting portion during rolling.
Überraschenderweise lässt sich ein Verbindungselement mit wenigstens zwei kugelartigen Abschnitten durch einen einzigen Kaltumformprozess herstellen. Das beim Stand der Technik vorgesehene Verschweißen der kugelartigen Abschnitte zu dem Verbindungselement kann dadurch entfallen und in einem einzigen Arbeitsgang werden sowohl die kugelartigen Abschnitte als auch die Verbindung der kugelartigen Abschnitte hergestellt. Überraschenderweise gelingt es dabei durch das Walzen eines zylinderförmigen Rohlings, einen sehr großen Umformgrad zu erreichen, so dass die beiden kugelartigen Abschnitte ausgeformt werden können. Das erfindungsgemäß hergestellte Verbindungselement kann dadurch seine vorgesehene Funktion, nämlich mit einem Klipselement verrastet zu werden, zuverlässig erfüllen. Als Walzwerkzeuge können Rollenwalzwerkzeuge oder zwei Flachwalzbacken vorgesehen sein. Der Rohling ist vorzugsweise kreiszylinderförmig. Der Rohling kann durch das Walzwerkzeug oder eine separate Trennvorrichtung von einem Drahtcoil getrennt werden. Das erleichtert das Handling des Rohlings. Durch das Walzen kann die kugelartige Form von einer Kugelform abweichen und beispielsweise können rotationssymmetrische Formen hergestellt werden, die beispielsweise bauchiger als Kugeln ausgebildet sind und dadurch, falls erforderlich, mehr Material für Verpressvorgänge zur Verfügung stellen können. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die kugelartigen Abschnitte unmittelbar in Durchgangsöffnungen in Blechen eingepresst werden und zur Sicherung der Einpresslage aus dem kugelartigen Abschnitt Vorsprünge herausgedrückt werden, die dann oberhalb und unterhalb des Blechs aus dem kugelartigen Abschnitt herausragen.Surprisingly, a connecting element with at least two spherical sections can be produced by a single cold forming process. The envisaged in the prior art welding the spherical portions to the connecting element can be omitted and in a single operation, both the spherical portions and the connection of the spherical portions are made. Surprisingly, it is possible by rolling a cylindrical blank to achieve a very large degree of deformation, so that the two spherical sections can be formed. The connecting element produced according to the invention can thereby reliably fulfill its intended function of being locked with a clip element. Rolling tools or two flat-rolled jaws can be provided as rolling tools. The blank is preferably circular cylindrical. The blank can be separated from a wire coil by the rolling tool or a separate separator. This facilitates the handling of the blank. By rolling, the spherical shape can deviate from a spherical shape and, for example, rotationally symmetric shapes can be produced, which are, for example, bulbous than spheres and thereby, if necessary, can provide more material for grouting operations. This can be advantageous if the spherical portions are pressed directly into through holes in sheets and pressed out to secure the press-in position of the spherical portion projections, which then protrude above and below the sheet from the spherical portion.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Ausformen im Verlauf von 10 bis 15 Umdrehungen des Rohlings.In development of the invention, the shaping takes place in the course of 10 to 15 revolutions of the blank.
10 bis 15 Umdrehungen des Rohlings relativ zum Walzwerkzeug genügen, um aus einem zylinderförmigen, insbesondere kreiszylinderförmigen, Rohling die wenigstens zwei kugelartigen Abschnitte und gegebenenfalls Verbindungsabschnitte zwischen den kugelartigen Abschnitten zu formen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können dadurch Verbindungselemente schnell und in großen Stückzahlen hergestellt werden. Die Verbindungselemente können aus einem Rohling ohne Abfall, also ohne Butzen, hergestellt werden.10 to 15 revolutions of the blank relative to the rolling tool are sufficient to form from a cylindrical, in particular circular cylindrical blank, the at least two spherical portions and optionally connecting portions between the spherical portions. With the method according to the invention can thereby fasteners are produced quickly and in large quantities. The connecting elements can be produced from a blank without waste, ie without slugs.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Abtrennen jeweils eines Butzens von den jeweils außenliegenden Enden der kugelartigen Abschnitte am Ende des Walzvorgangs mittels einer Trennkante an einem Walzwerkzeug, wobei sich die Trennkante über die Mittellängsachse des Verbindungselements hinaus erstreckt.In a further development of the invention, the separation of a respective Butzens from the respective outer ends of the spherical portions at the end of the rolling process by means of a separating edge on a rolling tool, wherein the separating edge extends beyond the central longitudinal axis of the connecting element.
Beim Walzen des Rohlings entstehen in der Regel Butzen, die überschüssiges Material des Rohlings, das nicht für die Herstellung des Verbindungselements benötigt wird, aufnehmen. Ein solcher Butzen entsteht beispielsweise dadurch, dass der Rohling beim Einlegen in das Walzwerkzeug zunächst an einem seiner Enden gehalten werden muss. Dieser Butzen oder auch zwei Butzen an den gegenüberliegenden Enden des fast fertiggestellten Verbindungselements können erfindungsgemäß dann automatisch mittels einer Trennkante an einem Walzwerkzeug abgetrennt werden. Auf diese Weise kann das Verbindungselement vollständig durch Walzen hergestellt werden und es sind in der Regel keine Nachbearbeitungen mehr erforderlich.During rolling of the blank, slugs are generally formed which absorb excess material of the blank, which is not required for the production of the connecting element. Such a slug arises, for example, the fact that the blank must first be held at one of its ends when inserted into the rolling tool. This slug or two slugs at the opposite ends of the almost completed connecting element can then be separated according to the invention automatically by means of a separating edge on a rolling tool. In this way, the connecting element can be made completely by rolling and there are usually no reworking required.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Halten des Rohlings wenigstens vor dem Beginn des Walzens an einem Zuführkopf des Rohlings vorgesehen, wobei der Zuführkopf scheibenartig ausgebildet ist und in radialer Richtung über den mit Ausnahme des Zuführkopfs zylindrischen Rohling hinausragt. In a further development of the invention, the holding of the blank is provided at least before the start of rolling on a feed head of the blank, wherein the feed head is disc-shaped and protrudes in the radial direction over the cylindrical blank except for the feed.
Ein solcher scheibenartiger Zuführkopf erleichtert das Halten des Rohlings vor dem Beginn des Walzens und damit auch das Einlegen des Rohlings in das Walzwerkzeug.Such a disk-like feeding head facilitates the holding of the blank before the start of rolling and thus also the insertion of the blank in the rolling tool.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Abtrennen des Zuführkopfs zusammen mit dem Abtrennen eines der Butzen.In a further development of the invention, the separation of the feed head takes place together with the separation of one of the slugs.
Das Verbindungselement kann also mittels eines einzigen Walzvorgangs vollständig fertiggestellt werden.The connecting element can therefore be completely finished by means of a single rolling operation.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Rohling einen kreiszylinderförmigen Grundkörper auf.In a further development of the invention, the blank has a circular cylindrical basic body.
Der Rohling kann beispielsweise als Drahtstück ausgebildet sein und insbesondere kann ein scheibenartiger Zuführkopf durch Aufstauchen des Drahtstücks hergestellt werden.The blank may for example be formed as a piece of wire and in particular a disc-like feed head can be made by upsetting the piece of wire.
In Weiterbildung der Erfindung sind als Walzwerkzeuge zwei Flachwalzbacken vorgesehen.In a further development of the invention, two flat-rolled jaws are provided as rolling tools.
Mittels Flachwalzbacken kann das Verbindungselement in großen Stückzahlen und mit geringen Toleranzen hergestellt werden.By means of flat rolling jaws, the connecting element can be produced in large quantities and with low tolerances.
In Weiterbildung der Erfindung weist jede Flachwalzbacke zwei rinnenförmige Ausnehmungen auf, die sich in der vorgesehenen Walzrichtung verbreitern und vertiefen.In a further development of the invention, each flat-rolled jaw has two channel-shaped recesses which widen and deepen in the intended rolling direction.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die beiden Flachwalzbacken relativ zueinander verschoben, wobei der Rohling zwischen den Flachwalzbacken aufgenommen ist. Der Rohling rollt dadurch auf den beiden Flachwalzbacken ab und wird dadurch gleichzeitig verformt. Das Umformen erfolgt durch die sich erweiternden rinnenförmigen Ausnehmungen allmählich von dem zylinderförmigen, insbesondere kreiszylinderförmigen, Rohling zu den kugelartigen Abschnitten. Wie ausgeführt, genügen etwa
In Weiterbildung der Erfindung sind die beiden rinnenförmigen Ausnehmungen mittels eines parallel zur vorgesehenen Walzrichtung verlaufenden Mittelstegs getrennt.In a further development of the invention, the two channel-shaped recesses are separated by means of a parallel to the intended rolling direction center web.
Mittels eines solchen Mittelstegs wird eine Einschnürung zwischen den beiden kugelartigen Abschnitten des Verbindungselements während des Walzens und damit der Relativbewegung zwischen dem Rohling einerseits und den beiden Flachwalzbacken andererseits ausgeformt. Alternativ kann mittels des Mittelstegs ein Verbindungsabschnitt zwischen den beiden kugelartigen Abschnitten ausgeformt werden.By means of such a central web a constriction between the two spherical portions of the connecting element during rolling and thus the relative movement between the blank on the one hand and the two flat rolling jaws on the other hand is formed. Alternatively, by means of the central web a connecting section can be formed between the two spherical sections.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Verbindungselement mit wenigstens zwei kugelartigen Abschnitten gelöst, wobei zwei kugelartige Abschnitte unmittelbar aneinander angrenzen oder wobei zwei kugelartige Abschnitte mittels eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden sind, bei dem das Verbindungselement aus einem einstückigen Rohling mittels Walzen zwischen wenigstens zwei Walzwerkzeugen hergestellt ist.The problem underlying the invention is also solved by a connecting element with at least two spherical sections, wherein two spherical sections adjoin one another directly or wherein two spherical sections are connected to each other by means of a connecting portion, wherein the connecting element of a one-piece blank by means of rollers between at least two Rolling tools is made.
In Weiterbildung der Erfindung grenzen zwei kugelartige Abschnitte unmittelbar aneinander an und sind mittels einer Einschnürung voneinander getrennt, wobei an der dünnsten Stelle der Einschnürung ein Durchmesser des Verbindungselements zwischen einem Drittel und der Hälfte eines Durchmessers der kugelartigen Abschnitte beträgt.In a further development of the invention, two ball-like sections adjoin one another directly and are separated from one another by means of a constriction, wherein at the thinnest point of the constriction a diameter of the connecting element is between one-third and one-half of a diameter of the spherical sections.
Durch eine solche Bemessung der Einschnürung wird zum einen eine sichere Verbindung der beiden kugelartigen Abschnitte erreicht und zum anderen kann auch sichergestellt werden, dass die kugelartigen Abschnitte jeweils in ein Klipselement eingeklipst werden können, das dann die kugelartigen Abschnitte über einen Winkel von mehr als 180° umgibt und dadurch dann sicher an dem kugelartigen Abschnitt gehalten ist.By such a dimensioning of the constriction, on the one hand, a secure connection of the two spherical sections is achieved and, on the other hand, it can also be ensured that the ball-like sections can each be clipped into a clip element, which then covers the spherical sections over an angle of more than 180 ° surrounds and thereby securely held on the spherical portion.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Walzwerkzeug zum Herstellen eines Verbindungselements mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst, bei dem das Walzwerkzeug zwei Flachwalzbacken aufweist, wobei jede Flachwalzbacke zwei rinnenförmige Ausnehmungen aufweist, die sich in der vorgesehenen Walzrichtung verbreitern und vertiefen.The problem underlying the invention is also solved by a rolling tool for producing a connecting element with the method according to the invention, in which the rolling tool has two flat rolling jaws, each flat rolling jaw having two groove-shaped recesses which widen and deepen in the intended rolling direction.
In Weiterbildung der Erfindung sind die beiden rinnenförmigen Ausnehmungen mittels eines parallel zur vorgesehenen Walzrichtung verlaufenden Mittelstegs getrennt.In a further development of the invention, the two channel-shaped recesses are separated by means of a parallel to the intended rolling direction center web.
In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine der rinnenförmigen Ausnehmungen an ihrer, dem Mittelsteg gegenüberliegenden Seite wenigstens in einem Endabschnitt mit der größeren Breite und Tiefe der Ausnehmung mit einer Trennkante versehen, die sich über eine Mittellängsachse des hergestellten Verbindungselements hinaus erstreckt, um einen Butzen abzutrennen.In a further development of the invention, at least one of the channel-shaped recesses is provided on its side opposite the central web side at least in one end section with the greater width and depth of the recess with a separating edge which extends beyond a central longitudinal axis of the manufactured connecting element to separate a slug.
Mittels einer solchen Trennkante ist es möglich, während der letzten Umdrehung oder auch der letzten Umdrehungen bei dem Walzvorgang gleichzeitig den Butzen abzutrennen. Beispielsweise erstreckt sich die Trennkante über einen Winkel von 180° bei kugelförmigen Abschnitten hinaus. Wenn also das fast fertiggestellte Verbindungselement, an dem der Butzen noch hängt, in den Bereich der Trennkante bewegt wird, sorgt die Trennkante beim weiteren Abrollen des fast fertiggestellten Verbindungselements auf den beiden Flachwalzbacken dafür, dass der Butzen abgetrennt wird. By means of such a separating edge, it is possible during the last revolution or even the last turns during the rolling process to separate the slug at the same time. For example, the separating edge extends beyond an angle of 180 ° in spherical sections. Thus, when the almost completed connecting element, on which the slug still hangs, is moved into the region of the separating edge, the separating edge during further unrolling of the almost completed connecting element on the two flat rolling jaws ensures that the slug is severed.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Mittelsteg über die gesamte Länge der jeweiligen Flachwalzbacke eine im Wesentlichen konstante Breite auf.In a development of the invention, the central web has a substantially constant width over the entire length of the respective flat-rolled jaw.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen gezeigte und in der Beschreibung beschriebene Einzelmerkmale können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang gezeigt oder beschrieben sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Rohlings zur Herstellung eines Verbindungselements mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, -
2 eine Draufsicht auf eine Flachwalzbacke eines Walzwerkzeugs zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, -
3 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Verbindungselement mit zwei bereits abgetrennten Butzen, -
4 eine schematische Schnittansicht des Flachwalzbackens der2 mit einem darin angeordneten erfindungsgemäßen Verbindungselement, -
5 eine schematische, abschnittsweise Draufsicht auf ein Walzwerkzeug zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verbindungselements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, -
6 eine schematische, abschnittsweise Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Walzwerkzeugs zum Herstellen des erfindungsgemäßen Verbindungselements, -
7 eine abschnittsweise schematische Draufsicht auf eine Flachwalzbacke eines Walzwerkzeuges und ein damit hergestelltes erfindungsgemäßes Verbindungselements, und -
8 ein Verbindungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a side view of a blank for the production of a connecting element with the method according to the invention, -
2 a top view of a flat roll of a rolling tool for use in the inventive method, -
3 a schematic plan view of an inventive connecting element with two already separated slugs, -
4 a schematic sectional view of the flat roll of the2 with a connecting element according to the invention arranged therein, -
5 2 is a schematic, sectional plan view of a rolling tool for producing a connecting element according to the invention according to a further embodiment of the invention, -
6 a schematic, sectional side view of another rolling tool according to the invention for producing the connecting element according to the invention, -
7 a sectionally schematic plan view of a flat roll of a rolling tool and thus produced inventive connecting element, and -
8th a connecting element according to another embodiment of the invention.
Der kreiszylinderförmige Grundkörper
Die Flachwalzbacke
Die innenliegenden Kanten der rinnenförmigen Ausnehmungen
Im linken Abschnitt der rinnenförmigen Ausnehmungen
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Rohling
In einem Endabschnitt
Anhand der
Das Verbindungselement
Anhand der Darstellung der
Die Darstellung der
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Verbindungselement
Die Darstellung der
Die beiden Flachwalzbacken
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